12. 接触网的工程设计与计算

接触网工程课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 13日1 中心锚结中心锚结是指在锚段中部，接触线对于承力索、承力索对于锚柱（或固定绳）进行锚固的方式，称为中心锚结。

即是要求在两端装有补偿装置的锚段里，必须加设中心锚结。

2 中心锚结的作用和安设2.1 中心锚结的作用接触网锚段安装中心锚结后，线索在中心锚结处相当于死固定方式，因此当温度变化时，锚段内线索的热胀冷缩便发生在中心锚结与两端的补偿器间，有效缩短了线索的伸缩范围。

中心锚结具有以下作用：⑴锚段线索张力比较均匀，保证接触悬挂处于良好工作状态。

⑵设立中心锚结后可以缩小事故范围，即当一侧发生断线事故时不至影响中心锚结另一侧悬挂线路，有利于抢修事故和缩短事故抢修时间。

⑶可防止线索在外力作用下向一侧串动，如风力、受电弓摩擦力、因坡道和自身重力引起的串动力。

2.2 中心锚结的安设中心锚结布置的原则是：使中心锚结两边线索的张力尽量相等。

直线区段一般设在锚段中间处；曲线区段一般设在靠曲线多、半径小的一侧。

在两端装设补偿器的接触网锚段中，必须加设中心锚结。

每个锚段中心锚结安设位置应根据线路情况和线索的张力增量计算确定。

一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相等，并尽可能靠近锚段中部。

当锚段全部在直线区段或整个锚段布置在曲线半径相同的曲线区段时，该锚段中心锚结应安设在锚段的中间位置。

当锚段布置在既有直线又有曲线且曲线半径不等时，该锚段的中心锚结应设在曲线多、曲线半径小的一侧。

在特殊情况下，锚段长度较短时(一般定为锚段长度800m以下)，可不设中心锚结，视为半个锚段，可将锚段一端硬锚，另一端线索安装补偿器，此时的硬锚就相当于中心锚结。

3 中心锚结的结构和要求中心锚节的安装形式有多种，对于不同的悬挂形式，中心锚节的结构形式也不同。

一般分为半补偿中心锚结、区间全补偿中心锚结、站场全补偿中心锚结和简单悬挂中心锚结。

接触网风偏移值计算接触网支柱结构设计风荷载取值1.接触网风偏设计风速小于30 m/s时，接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;当接触网风偏设计风速大于30 m/s时，以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。

2.路基地段接触网结构设计风速，按l0 m高度的风压高度系数考虑风速;高度小于等于30 m的桥梁，按照30 m高度的风压高度系数考虑风速;高度大于30 m的桥梁，建议采用其他悬挂安装方式，以提高悬挂的可靠性及稳定性。

3.接触网支柱标准容量按接触网风偏设计风速计算，同时应考虑列车气动力影响，初步选择支柱截面尺寸，再采用结构设计风速校核支柱的强度，并以此最终确定支柱截面尺寸。

4.接触网支柱基础、基础螺栓按照结构设计风速进行设计。

目前所设计的国内高速铁路，如:郑西、武广、京津城际等均未设置挡风墙，海南东环线也未设置挡风墙。

因此可以认为30 m/s就是列车运行的最大限制风速，超过该风速，列车停运。

接触网支柱标准容量风速设计1.当接触网风偏设计风速小于30 m/s时，接触网风偏设计风速作为接触网支柱标准容量设计风速;2.当接触网风偏设计风速大于30m/s时，以30 m/s作为接触网支柱标准容量设计风速。

接触线最大偏移值的公式为：式中——————接触线和承力索单位长度的风负载（KN/m）；——————接触线和承力索的张力（KN/m）。

曲线区段接触线拉出值的选择在直线区段受电弓中心与线路中心重和，接触线之字值沿线路中心对称，其标准为±300mm。

提速后为200～250mm之间；拉出值350～450mm之间。

在曲线区段，拉出值和曲线半径大小有关。

接触线拉出值是接触网自身结构参数，其取值直接影响弓网运行安全。

在运营中发现曲线区段拉出值超标严重，这是因为在设置拉出值时，未考虑受电弓中心线在气象条件、线路参数、机车及受电弓型号和参数、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变化。

基于此种情况，有必要对运行速度、线路参数及施工误差等几个主要影响因素进行分析，找到曲线区段受电弓中心在动态下的侧偏规律，合理设置拉出值，提高施工质量，确保机车良好受流。

接触网常用参数标准及测量计算一、拉出值（跨中偏移值）1、技术标准160km/h及以下区段：标准值：直线区段200－300mm；曲线区段根据曲线半径不同在0－350mm之间选用。

安全值：之字值≤400mm；拉出值≤450mm。

限界值：之字值450mm；拉出值450mm。

160km/h以上区段：标准值：设计值。

安全值：设计值±30mm。

限界值：同安全值。

2、测量方法利用DJJ多功能激光接触网检测仪进行拉出值测量：受电弓滑板平面与两钢轨平面平行，检测仪与两钢轨平面平行，测量时无需考虑外轨超高，直接校准定位点在检测仪上的投影位置，此位置与检测仪中心点的距离就是拉出值。

二、导线高度1、技术标准标准值：区段的设计采用值。

安全值：标准值±100mm。

限界值：小于6500mm；任何情况下不低于该区段允许的最低值。

当隧道间距不大于1000m时，隧道内、外的接触线可取同一高度。

2、测量方法利用DJJ多功能激光接触网检测仪进行导高测量：将测量仪置于两钢轨之上与两轨面平行，利用测量仪上的观察窗校准定位点位置，测出定位点至两轨面的垂直距离即为导高。

三、导线坡度及坡变率1、技术标准标准值： 120km/h及以下区段≤3‰；120-160km/h区段≤2‰；200km/h区段≤2‰，坡度变化率不大于1‰；200-250km/h区段≤1‰，坡度变化率不大于1‰。

安全值：120km/h及以下区段≤5‰；120-160km/h区段≤4‰。

其他同标准值。

限界值：120km/h及以下区段≤8‰；120-200km/h区段≤5‰；200km/h及以上区段同安全值。

160km/h及以上区段，定位点两侧第一根吊弦处接触线高度应相等，相对该定位点的接触线高度允许误差±10mm，但不得出现V字型。

2、测量与计算方法定位点A与定位点B之间的坡度测量：1、测出A点的导高h a；2、测出B点的导高h b；3、测出或计算出A、B之间的距离H；4、计算出A、B两点之间的导线坡度P ab＝（h b －h a）/H×1000‰；5、将P ab记入定位点B的导线坡度P b，即P ab＝P b。

附件一、接触网常用计算公式：1.平均温度t p和链形悬挂无弛度温度t o的计算t max+t min①t p=2t max+t min②t o弹= －52t max+t min③t o简= －102式中t p—平均温度℃（即吊弦、定位处于无偏移状态的温度）；t o弹、t o简—分别表示弹性链形悬挂和简单链形悬挂的无弛度温度℃；t max—设计最高温度℃；t min—设计最低温度℃；2.当量跨距计算公式n∑L I3LD= i=1n∑L I√i=1式中L D—锚段当量跨距（m）；n∑L I3=（L13+ L23+……+ L n3）—锚段中各跨距立方之和；i=1n∑L I=（L1+ L2+……+ L n）—锚段中各跨距之和；i=13.定位肩架高度B的计算公式B≈H+e+I（h/d+1/10）h/2式中B—肩架高度（mm）；H—定位点处接触线高度（mm）；e—支持器有效高度（mm）；I—定位器有效长度（包括绝缘子）（mm）；d—定位点处轨距（mm）；h—定位点外轨超高（mm）；4.接触线拉出值a地的计算公式Ha地=a－hd式中a地—拉出值标准时，导线垂直投影与线路中心线的距离（mm）。

a地为正时导线的垂直投影应在线路的超高侧，a地为负时导线的垂直投影应在线路的低轨侧。

H—定位点接触线的高度（mm）；a—导线设计拉出值（mm）；h—外轨超高（mm）；d—轨距（mm）；5.接触线定位拉出值变化量Δa max的计算公式Δa max=I z－√I2z－E2max式中Δa max—定位点拉出值的最大变化量（mm）；I z—定位装置（受温度影响）偏转的有效长度（mm）；E max—极限温度时定位器的最大偏移值（mm）；由上式可知E=0时Δa=06.定位器无偏移时拉出值a15的确定：（取平均温度t p=15℃）a15=a±1/2Δa max式中a—导线设计拉出值（mm）；Δa max—定位点拉出值的最大变化量（mm）；a15—定位器无偏移时（即平均温度时）的拉出值（mm）。

接触网技术课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：评语：2012 年 2 月24 日1.基本题目1.1 题目某地区跨距长度的计算1.2 题目分析跨距就是两相邻支柱间的距离，其长度的决定涉及到一系列经济、技术问题，是接触网设计中重要的问题之一。

跨距有经济跨距和技术跨距两个概念。

单从经济观点考虑问题所决定的跨距为经济跨距；而按技术要求决定的跨距称为技术跨距。

在一般情况下，经济跨距总是要大于技术跨距的。

技术跨距是根据接触线在受横向水平力(如风力)作用时，对受电弓中心线所产生的许克偏移而决定的，对于简单接触悬挂，弛度也是决定跨距的重要因素。

某地区的接触悬挂类型决定了这地区跨距长度的计算结果。

为了能够达到经济和技术的最优化，就需要对两种接触悬挂类型下的跨距长度进行比较。

要使接触线良好地工作，就要保证在受风作用下，接触线对受电弓中心线的受风偏移值不要超过其规定的最大许可值。

根据受电弓滑板的最大工作宽度，铁路工程技术规范规定，在最大计算风速条件下，接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过500mm 。

在接触网设计中，仍按此规定处理。

2.跨距长度的计算为了简化计算，假设跨距两端是死固定，即不考虑补偿器的补偿作用，同时认为在受风以后，导线内张力变大，而不考虑张力变大后的导线的弹性伸长。

此时，接触线的水平偏移值b j 如图1所示。

图中表示的是接触线在跨距内任意点的横断面，接触线在水平负载p j 的作用下位于斜面内。

由图中可知图 1接触线的水平受风偏移yj bj p j gv q由图可知vj j q p yb =即 vj j q p yb = (1)接触线在跨距内任意点的弛度y 值可由式 Tx l gx y 2)(-= 得 (2)jv T x l x q y 2)(-⋅=将y 值代入式(2)中得jj j T x l x p b 2)(max -⋅=(3)当x 为l 的中点时，具有最大水平风偏移，即jj j T l p b 82max ⋅=(4)在直线区段上，当接触线布置成之字形时，对其线路中心(也即是受电弓中心)线的偏移巨鼎与y1及y2，如图2所示。

目录摘要 (1)第一章接触网的概述 (2)接触网的组成 (2)对接触网基本的要求 (4)第二章接触网施工的准备 (5)区间施工调查 (5)实施性施工组织设计 (6)常用施工工具 (7)线材夹持工具 (7)施力工具 (7)接触网专用工具 (7)常用机具 (10)常用仪表 (10)第三章宝成线接触网施工方案设计 (13)宝成线的概况 (13)宝成线接触网施工进度安排 (13)施工现场应急响应救援措施 (14)宝成线接触网施工工程量 (15)下部工程 (15)基坑开挖 (16)基础浇制 (17)H型钢柱立杆 (18)支柱整正 (19)上部工程 (20)腕臂安装 (20)承力索架设 (21)接触悬挂调整 (23)设备安装 (24)隔离开关安装与调试： (24)避雷器的安装 (25)分段绝缘器的安装： (27)滑行试验 (27)竣工验收 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)摘要应经济发展的要求，铁路运输的速度也正在不断提高，接触网是保证铁路正常运行的保证，接触网为机车提供持续的电力，所以接触网是整个机车供电系统的最不可或缺的一部分。

而且更为关键的是接触网并没有后备，接触网一旦受到损伤，整个线路就会因为没有动力来源而停运，因此接触网的好坏，直接影响着整个铁路运输的安全和效益。

所以一定要加强铁路接触网施工技术的设计，保证铁路的安全运行。

本文重点介绍宝成线接触网施工方案，了解并分析宝成线接触网施工存在的问题，针对宝成线的问题提出了具体的接触网施工技术的设计方案，通过设计施工方案，提高工程质量，缩短工期，为对接触网施工技术的顺利实施奠定良好的基础。

关键词：电气化铁路；接触网；技术第一章接触网的概述接触网的组成接触网是沿铁路架设的为电力牵引机车或动车组提供电源的特殊供电装置。

其由支柱与基础、定位装置、接触悬挂、支持装置等四个部分组成。

我国普通接触网的电压等级为 25KV，供电系统采用工频单相交流制。

接触网工程课程设计专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气 1104 姓 名： 丁向前 学 号： 201109453 指导教师： 任丽苗兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年 7月 13 日指导教师评语平时（30）报告（30）修改（40）总成绩1设计原始题目1.1题目高速电气化铁路接触网的控制参数设计。

1.2 内容根据高速接触网的控制参数及理论分析，设计武—广高速电气化接触网控制参数。

1.3 设计方案高速接触网控制参数包括静态特性，动态特性，波动速度， 系数等。

本设计主要对接触线的波动传播速度，反射系数，多普勒因数，增强系数，链形悬挂的固有频率五个方面进行计算。

2 设计计算根据文献参考，可以查询得京沪高速电气化铁路的常用参数如表1所示。

表1 京沪高铁各种参数量的名称符号单位名称大小承力索张力C T kN 21接触线张力j T kN 30m kg/m 1.08承力索线密度Cm kg/m 1.08接触线线密度j列车实际速度V km/h 350l m 10近支撑点吊线间隔i跨距l m 652.1波动传播速度波动传播速度：受电弓抬升引起接触悬挂的振动，该点振动波会沿接触悬挂传播，传播的速度称为波动传播速度。

波动传播速度按式(2.1)计算：mTC ∑∑=(2.1)式中： T ∑——接触悬挂承力索（辅助承力索）和接触导线的张力之和(N)m ∑——接触悬挂承力索（辅助承力索）和接触导线的线密度之和(kg/m)C ——接触网的波动传播速度(km/h)将数据代入式2.1得：)km/h (15408.108.13000021000=++=C接触线的波动传播速度： mT C j p 6.3= (2.2)式中：jT ——接触线的张力(N)m ——接触线的密度(kg/m)将数据代入式2.2得)km/h (60008.1300006.3=⨯=p C 2.2反射系数高速运行的接触网的振动波在遇到非均质点（如吊弦、中锚、电连接线夹、定位线夹、分段绝缘器处）时冲击被反射，这种反射影响反射系数，即反射使振动波衰减或增强。

1.1.接触网工程施工方案、施工方法1.1.1.工程概况新建、改建接触网均采用全补偿简单链形悬挂。

本标段的接触网工程主要包括既有线接触网的改建、还建，新增二线的接触网新建工程。

改建内容主要包括：车站改扩建引起的既有接触网的拆除与还建、车站咽喉区改造、车站关闭、新增电分相、既有电分相移位、自闭信号机引起既有接触网支柱移设、既有线接地系统改造等）及既有接触网需要配套增强的工程（如增设回流线、增设加强线引起的支柱更换等）。

1.1.2.总体方案根据施工区段划分，接触网工程由3个电务综合队分段实施。

每个工区设置两个工班。

正常施工时，每个工点各安排一个工班配合站场改造进行过渡工程施工，另一个工班进行增建线电气化施工。

线路“换边拨接”时，根据工作量大小，集中全部或部分施工人员和机具进行施工。

1.1.3.新建线接触网施工方案新增建二线部分不受行车影响，接触网专业可在站前完成区段直接组织施工。

根据施工工序流程，接触网施工过程总体上分为四个阶段。

第一阶段为定位测量、基础浇制；第二阶段为支柱安装、支持结构、附加导线安装；第三阶段为接触网架设、悬挂调整、设备和接地安装；第四阶段为静、动态检测、调试，克服缺陷和验收。

工程实施时，将接触网施工作业人员划分为五个专业化作业组：基坑开挖及基础浇制作业组；支柱安装作业组；支持结构安装作业组；架线、悬挂调整作业组；综合作业组。

采用专业化作业组施工是我单位在新线施工的一大特点，它既有利于保证质量、进度，最大限度的充分利用有限的站后净施工时间，又有利于保证安全和施工组织。

各施工作业组，原则上互不干扰，齐头并进。

以接触网站区或锚段为转序单元，各作业组人员应相对稳定，由于外部环境受到的影响时，以不影响主体工程进度为原则，可以适当调配各专业组的工序衔接。

下部工程为先施工项目，当下部开始后，作业人员根据工程进度情况补充到其它作业组。

流水推进式施工方案衔接紧凑，各工序间，各作业组间的交接验收非常重要，要加强质量意识的教育，做好工序检查交接。

接触网的接触压力计算公式随着社会的发展和科技的进步，铁路交通成为人们出行的重要方式之一。

而接触网作为电气化铁路的重要组成部分，其质量和性能直接关系到铁路运输的安全和效率。

在接触网的设计和维护过程中，接触压力是一个重要的参数，它直接影响着接触网的稳定性和安全性。

因此，了解接触压力的计算公式对于铁路工作者来说是非常重要的。

接触网的接触压力是指接触线与受电弓之间的压力，它是由受电弓对接触线的压力和接触线对受电弓的弹性变形所产生的。

接触压力的大小直接影响着接触线的磨损和受电弓的损坏，因此在设计和维护接触网时需要对接触压力进行准确的计算和控制。

接触压力的计算公式可以通过以下步骤进行推导：首先，我们需要了解接触压力的定义。

接触压力可以用受电弓的垂直载荷和接触线的弹性变形来表示，即P=F/S，其中P为接触压力，F为受电弓的垂直载荷，S为接触线的弹性变形。

其次，我们需要了解受电弓的垂直载荷和接触线的弹性变形的计算方法。

受电弓的垂直载荷可以通过受电弓的自重和受电弓上的电流来计算，而接触线的弹性变形可以通过接触线的材料和几何形状来计算。

最后，我们可以将受电弓的垂直载荷和接触线的弹性变形代入接触压力的定义公式中，即P=F/S，从而得到接触压力的计算公式。

接触压力的计算公式可以用以下公式表示：P = (F1 + F2) / S。

其中，P为接触压力，F1为受电弓的垂直载荷，F2为接触线的弹性变形，S为接触线的弹性系数。

在实际的工程应用中，接触压力的计算需要考虑到多种因素，如受电弓和接触线的材料、几何形状、载荷大小等。

因此，需要对接触压力的计算公式进行适当的修正和调整，以满足实际工程的需要。

除了计算公式外，接触压力的控制也是非常重要的。

在铁路运输过程中，接触压力的大小会受到多种因素的影响，如列车的速度、受电弓的调整、接触线的材料状况等。

因此，需要对接触压力进行实时监测和控制，以确保接触网的稳定性和安全性。

总之，接触网的接触压力是一个重要的参数，它直接关系到铁路运输的安全和效率。